十几年之前,研究人员发现所有细胞都可以对与其拥挤在一起工作的其他细胞分泌微小的通讯模块。今天,一个研究小组利用

干细胞释放的通信囊泡，诱导受损心脏进行自我修复。

十几年之前,研究人员发现所有细胞都可以对与其拥挤在一起工作的其他细胞分泌微小的通讯模块。今天,在一个由任天普大

学医学院转化医学中心(以下简称TUSM)干细胞治疗项目主任的干细胞研究者拉吉•基肖尔博士带领下的研究小组，利用干

细胞释放的通信囊泡，诱导受损心脏进行自我修复。他们的研究登上了6月19日领先的心血管研究杂志的封面故事.

“如果你的目标是保护心脏,这是一个非常重要的发现,”基肖尔博士说。“使用自身干细胞，你也完全可以增加心脏的自我修复

功能。我们的工作展示了利用胚胎干细胞分泌囊泡实现心脏再生的方法，这是独一无二的。”研究小组也着手开始确定囊泡

中哪些“工作人员”可以负责损害的修复。

由于对心脏节拍性的依赖性,导致其几乎没有自我修复的能力。在心脏病发作导致心肌受损时,心脏不能取代退化的组织并且

长出新生组织。相反,它必须弥补其所失去的脉动能力。补偿伴随着沉重代价:心脏越来越大而越来越松弛,心脏收缩减弱。充

血性心力衰竭最终导致美国九分之一的死亡,心脏病是美国的头号杀手。

从一开始,干细胞疗法似乎是心脏损伤问题的新兴领域。研究人员希望从胚胎细胞或罕见的干细胞获取从成人组织,可以为心

脏提供自我修复的能力。干细胞具有独特的属性。他们是多能——这意味着他们可以变成体内的任何细胞。他们不断地繁殖。

随着对干细胞了解的增加,几个科学团队对人类心脏病患者进行了临床试验,用干细胞注入受损心脏希望干细胞可以在体内

生根,促声新的心脏肌肉。但结果令人失望,Kishore博士说。他也是TUSM一个药理学和医学教授。“人们知道他们数以百计

的干细胞注入一个器官,如果第二天能够新生出组织来就会太幸运了。他们大部分都会死亡。好像你把他们扔进火中烧一样。”

多能干细胞的另一个问题是他们所产生的危险性。因为他们能够变成任何细胞,肿瘤干细胞可以创建一种名为畸胎瘤的物质。

这种物质就是大量的细胞,并且包含许多不同的组织类型。基肖尔博士在观察癌症生物之后发现了避免这种风险的方法。癌

症研究人员发现,这些小袋由细胞分泌,长期以来被认为是参与废物处理的物质,实际上是更像是携带一套消息一个瓶子。例如,

这些细胞外囊泡是一种原发性肿瘤。研究人员重新命名这些囊泡液,并且发现几乎所有的细胞都会有类似的排泄。基肖尔博

士和他的团队开始研究干细胞液。这些可以解决心脏修复的问题吗?

到2011年,基肖尔博士的研究小组曾经发表了第一篇以干细胞液和心脏修复为研究主题的论文,使团队变成了使用细胞液治

疗心脏病领域的先驱和开拓者。甚至在该论文发布一年后,纵然有52篇论文发表，该项研究仍处于起步阶段。截至今日,关

于外来体研究的报道已经有7519篇之多。在这些研究中,只有13或14份关注心脏病中德外来体。这篇基肖尔博士的团队

的文章对外来体和心脏修复的科学做出了第三次贡献。

在当前的研究中,基肖尔博士的研究小组心肌梗死导致心脏病的小鼠模型进行研究。在天普大学转化医学中心心血管研究中

心基肖尔博士的同事，以及芝加哥西北大学范伯格心血管研究所的研究员也参与了这项研究。

在这项研究中，梗塞后，小鼠接受来自另一类型的细胞被​​称为成纤维细胞或者胚胎干细胞的外来体;将接收成纤维细胞

外来体小鼠作为对照组。结果是明显的。相比对照心脏发作后接收外来体从胚胎干细胞的小鼠显示改善的心脏功能。心肌梗

死后心脏肌肉细胞存活变多，疤痕组织变少。程序性细胞自杀即凋亡的过程变少。心脏肌肉损伤的面积较大的干细胞外来体

组的周围，毛细血管发展提高循环和氧气供应。此外，心脏祖细胞的显着增加即，心脏自身的干细胞创造了新的心脏细胞。

实验组相比于对照时心跳更强大，补偿组织损伤降到最小。

然后研究人员测试了最丰富的基因调节分子或小分子RNA，发现干细胞的外来体其称之为miR-294。当的miR-294单独被引入到心脏干细胞在实验室中，它模仿许多的整个外来体已有的成效。 “在很大程度上，仅此微RNA可以概括外来体的活动，”阿迪博士说。 “但是，我们不能说这适用于所有的反应，因为胚胎干细胞的外来体有许多其他的微RNA.

未来研究将着眼于两个外来体治疗，并在大型动物中并最终在人体试验使用特定微RNA的心脏修复。

“我们的研究表明,再生心脏的最好办法是增加自修复功能,增加心脏的治愈能力,”基肖尔博士说。“这样,使用干细胞，我们可

以避免畸胎瘤风险的形成和其他潜在的并发症。在心脏病领域，这是一个令人兴奋的发展。”

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期刊引用:

M. Khan, E. Nickoloff, T. Abramova, J. Johnson, S. K. Verma, P. Krishnamurthy, A. R. Mackie, E. Vaughan, V. N. Garikipati, C. L. Benedict, V. Ramirez, E. Lambers, A. Ito, E. Gao, S. Misener, G. Qin, T. S. Luongo, J. W. Elrod, S. R. Houser, W. J. Koch, R. Kishore. Embryonic Stem Cell-Derived Exosomes Promote Endogenous Repair Mechanisms and Enhance Cardiac Function Following Myocardial Infarction. Circulation Research, 2015; DOI: 10.1161/CIRCRESAHA.117.305990